IT
USA
DE
FR
ES
RO
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
NO
HI
ID
FA
VIZITEAZĂ CANALUL NOSTRU YOUTUBE
Sunt centralele nucleare sigure? Cum funcționează și cum sunt construite.
Sunt centralele nucleare sigure? Cum funcționează și cum sunt construite.
Dezvoltarea tehnologică de-a lungul anilor a permis dobândirea cunoștințelor despre principii fizice extraordinare, cum ar fi descoperirea razelor X care au revoluționat medicina, munca lui Newton care i-a permis lui Einstein să lucreze la teoria relativității sau descoperirea atomului care a condus la fisiunea nucleară.
Toate aceste realizări au divizat întotdeauna opinia comunității științifice, considerând aceste descoperiri magnifice, dar în același timp potențial periculoase.
Societatea secolului 21 se întreabă de ani de zile despre o descoperire care a revoluționat lumea: vorbim despre energia nucleară!
Energia nucleară, sau atomică, este energia obținută din reacții nucleare și din dezintegrarea radioactivă sub formă de energie cinetică și este utilizată de numeroase tehnologii, cum ar fi centralele nucleare pentru a produce energie electrică. În 2020, energia nucleară a constituit doar 10% din producția globală de energie electrică, deși este una dintre cele mai sigure surse de energie în termeni de decese per unitate de energie produsă. De ce, atunci, opinia publică are rezerve în utilizarea acestei tehnologii?
Hai să descoperim împreună cum funcționează o centrală nucleară și să vedem în detaliu fiecare pas.
Centralele nucleare sunt clădiri uriașe și foarte complexe care sunt utilizate ca centrale electrice și produc energie prin fisiune nucleară.
Fisiunea nucleară este o reacție în care nucleul unui element greu se descompune și emite o cantitate mare de energie; reacția are loc atunci când un nucleu de metal greu, cum ar fi uraniul-235, este bombardat, adică lovit de un neutron care desparte nucleul și eliberează trei neutroni noi și energie. Unul dintre acești neutroni este absorbit de un alt nucleu de uraniu-238 și se pierde în echilibru, un al doilea neutron poate scăpa din sistem, iar al treilea neutron lovește un alt nucleu de uraniu-235, care se desparte și eliberează alți neutroni, care la rândul lor vor lovi alte nuclee de uraniu-235, creând astfel o reacție în lanț.
Această reacție este baza reactorului nuclear, care gestionează controlat descompunerea materialului greu.
Acum să vedem cum este construită și cum funcționează o centrală nucleară!
Instalația este împărțită în principal în două insule: prima se numește insulă nucleară, clădirea care conține reactorul, în timp ce a doua se numește insulă convențională, unde energia nucleară obținută este procesată pentru a fi transformată în energie electrică.
Toate aceste realizări au divizat întotdeauna opinia comunității științifice, considerând aceste descoperiri magnifice, dar în același timp potențial periculoase.
Societatea secolului 21 se întreabă de ani de zile despre o descoperire care a revoluționat lumea: vorbim despre energia nucleară!
Energia nucleară, sau atomică, este energia obținută din reacții nucleare și din dezintegrarea radioactivă sub formă de energie cinetică și este utilizată de numeroase tehnologii, cum ar fi centralele nucleare pentru a produce energie electrică. În 2020, energia nucleară a constituit doar 10% din producția globală de energie electrică, deși este una dintre cele mai sigure surse de energie în termeni de decese per unitate de energie produsă. De ce, atunci, opinia publică are rezerve în utilizarea acestei tehnologii?
Hai să descoperim împreună cum funcționează o centrală nucleară și să vedem în detaliu fiecare pas.
Centralele nucleare sunt clădiri uriașe și foarte complexe care sunt utilizate ca centrale electrice și produc energie prin fisiune nucleară.
Fisiunea nucleară este o reacție în care nucleul unui element greu se descompune și emite o cantitate mare de energie; reacția are loc atunci când un nucleu de metal greu, cum ar fi uraniul-235, este bombardat, adică lovit de un neutron care desparte nucleul și eliberează trei neutroni noi și energie. Unul dintre acești neutroni este absorbit de un alt nucleu de uraniu-238 și se pierde în echilibru, un al doilea neutron poate scăpa din sistem, iar al treilea neutron lovește un alt nucleu de uraniu-235, care se desparte și eliberează alți neutroni, care la rândul lor vor lovi alte nuclee de uraniu-235, creând astfel o reacție în lanț.
Această reacție este baza reactorului nuclear, care gestionează controlat descompunerea materialului greu.
Acum să vedem cum este construită și cum funcționează o centrală nucleară!
Instalația este împărțită în principal în două insule: prima se numește insulă nucleară, clădirea care conține reactorul, în timp ce a doua se numește insulă convențională, unde energia nucleară obținută este procesată pentru a fi transformată în energie electrică.
Insula nucleară se prezintă extern ca un mare bloc de beton pentru a izola reactorul, care este amplasat în centrul instalației. În reactor găsim miezul sau nucleul compus din material fisionabil, de obicei un amestec de uraniu-238 și uraniu-235. Pentru a încetini neutronii generați se folosește un moderator, de obicei apă grea sau grafit, crescând astfel probabilitatea de fisiune.
În reactor sunt prezente și bare de control metalice utilizate pentru captarea neutronilor în exces, care sunt introduse în miez pentru a modera puterea reacției și, dacă este necesar, pentru a opri procesul în cazul unei situații critice. Dacă reacția ar atinge nivelul critic, ar elibera o cantitate enormă de energie care ar provoca topirea miezului, distrugând pereții de reținere și dispersând material radioactiv în mediu. Fragmentele reacției, pe măsură ce se încetinesc, produc căldură care este captată de un lichid de transfer termic care înconjoară miezul de uraniu; spus simplu, lichidul de transfer termic acționează în același mod ca apa caldă într-un sistem de încălzire cu radiatoare, în care apa transportă căldura generată de cazan în diverse puncte ale camerei. Lichidul de transfer termic comprimat care ajunge la miez are o temperatură de 290 °C și ajunge la 320 °C la o presiune de 15 MPa pentru a nu fierbe.
Lichidul încălzit trece printr-un generator de abur, în care se generează abur saturat umed; în acest moment trece printr-un separator de umiditate care îl transformă în abur saturat uscat și, cu ajutorul unui sistem de conducte, este transportat într-o turbină cu abur situată pe insula convențională la o temperatură finală de 290 °C și o presiune de 5 MPa. Pentru a menține presiunea stabilă se folosește un presurizator. Turbina este o mașină de acționare care utilizează energia termică a aburului, transformând-o în muncă mecanică. Turbina, la rândul său, cu energia convertită, acționează un generator utilizat pentru producerea de energie electrică; același principiu se aplică și în cele mai comune centrale electrice pe combustibili, precum și în centralele hidroelectrice sau în parcurile eoliene.
După cum am observat, întregul proces generează cantități mari de abur, care trebuie gestionate odată ce părăsește turbina; prin răcire, aburul revine la starea lichidă și poate fi reutilizat în proces. Sub turbină este amplasat un condensator pentru răcirea aburului și, datorită unui lichid de răcire, acesta este transformat în apă. Masa de apă care iese din condensator are o temperatură foarte ridicată și nu poate fi eliberată în bazinul de proveniență, altfel ar deteriora ecosistemul; de aceea se preferă construirea centralelor nucleare în apropierea unui râu, lac sau pe malul mării, unde masele mari de apă pot reduce treptat temperatura apei condensatorului fără a provoca daune. Pentru centralele construite în interiorul țării, este nevoie de un circuit de răcire închis; sistemul cel mai utilizat sunt turnurile de răcire cu circulație naturală sau forțată, cu ajutorul ventilatoarelor mari.
În reactor sunt prezente și bare de control metalice utilizate pentru captarea neutronilor în exces, care sunt introduse în miez pentru a modera puterea reacției și, dacă este necesar, pentru a opri procesul în cazul unei situații critice. Dacă reacția ar atinge nivelul critic, ar elibera o cantitate enormă de energie care ar provoca topirea miezului, distrugând pereții de reținere și dispersând material radioactiv în mediu. Fragmentele reacției, pe măsură ce se încetinesc, produc căldură care este captată de un lichid de transfer termic care înconjoară miezul de uraniu; spus simplu, lichidul de transfer termic acționează în același mod ca apa caldă într-un sistem de încălzire cu radiatoare, în care apa transportă căldura generată de cazan în diverse puncte ale camerei. Lichidul de transfer termic comprimat care ajunge la miez are o temperatură de 290 °C și ajunge la 320 °C la o presiune de 15 MPa pentru a nu fierbe.
Lichidul încălzit trece printr-un generator de abur, în care se generează abur saturat umed; în acest moment trece printr-un separator de umiditate care îl transformă în abur saturat uscat și, cu ajutorul unui sistem de conducte, este transportat într-o turbină cu abur situată pe insula convențională la o temperatură finală de 290 °C și o presiune de 5 MPa. Pentru a menține presiunea stabilă se folosește un presurizator. Turbina este o mașină de acționare care utilizează energia termică a aburului, transformând-o în muncă mecanică. Turbina, la rândul său, cu energia convertită, acționează un generator utilizat pentru producerea de energie electrică; același principiu se aplică și în cele mai comune centrale electrice pe combustibili, precum și în centralele hidroelectrice sau în parcurile eoliene.
După cum am observat, întregul proces generează cantități mari de abur, care trebuie gestionate odată ce părăsește turbina; prin răcire, aburul revine la starea lichidă și poate fi reutilizat în proces. Sub turbină este amplasat un condensator pentru răcirea aburului și, datorită unui lichid de răcire, acesta este transformat în apă. Masa de apă care iese din condensator are o temperatură foarte ridicată și nu poate fi eliberată în bazinul de proveniență, altfel ar deteriora ecosistemul; de aceea se preferă construirea centralelor nucleare în apropierea unui râu, lac sau pe malul mării, unde masele mari de apă pot reduce treptat temperatura apei condensatorului fără a provoca daune. Pentru centralele construite în interiorul țării, este nevoie de un circuit de răcire închis; sistemul cel mai utilizat sunt turnurile de răcire cu circulație naturală sau forțată, cu ajutorul ventilatoarelor mari.